DE102013207345A1 - Method for operating a reciprocating pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenpumpe. Dieses umfasst das Ermitteln eines Spulenstroms einer Magnetspule der Hubkolbenpumpe, das Bestimmen des Zeitpunkts des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe, und das Ändern eines Gradienten eines Anstiegs des Spulenstroms mittels einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung.The invention relates to a method for operating a reciprocating pump. This includes determining a coil current of a solenoid coil of the reciprocating pump, determining the time of the mechanical stop of the reciprocating pump, and changing a gradient of an increase in the coil current by means of a pulse-width-modulated control.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenpumpe, insbesondere einer Hubkolbenmembranpumpe im Dosiermodul eines SCR-Katalysatorsystems. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft. Außerdem betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist zur Durchführung des Verfahrens, wenn das Programm auf einem Computer oder Steuergerät ausgeführt wird.The present invention relates to a method for operating a reciprocating piston pump, in particular a reciprocating diaphragm pump in the metering module of an SCR catalyst system. Furthermore, the invention relates to a computer program that performs all the steps of the inventive method when it runs on a computing device. Moreover, the invention relates to a computer program product with program code which is stored on a machine-readable carrier for carrying out the method when the program is executed on a computer or control unit.

Stand der TechnikState of the art

Beim SCR-Verfahren (Selective Catalytic Reduction) wird im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine das Reduktionsmittel Ad blue® beigemischt, das zu einem Drittel aus Harnstoff und zu zwei Dritteln aus Wasser besteht. Eine Düse sprüht die Flüssigkeit unmittelbar vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrom. Dort entsteht aus dem Harnstoff das für die weitere Reaktion notwendige Ammoniak. Im zweiten Schritt verbinden sich im SCR-Katalysator die Stickoxide aus dem Abgas und das Ammoniak zu Wasser und ungiftigem Stickstoff. In the SCR process (Selective Catalytic Reduction), the reducing agent Ad blue® , which consists of one-third urea and two-thirds water, is mixed into the exhaust gas of an internal combustion engine. A nozzle sprays the liquid immediately before the SCR catalyst into the exhaust stream. There arises from the urea necessary for the further reaction ammonia. In the second step, the nitrogen oxides from the exhaust gas and the ammonia to water and non-toxic nitrogen combine in the SCR catalytic converter.

1 zeigt das Dosiersystem für einen SCR-Katalysator gemäß dem Stand der Technik. Dieses umfasst eine Reduktionsmitteltankeinheit 1 mit Füllstandssensor, Filter und Heizer, ein Fördermodul 2, beispielsweise das DNOx5.1-System der Firma Bosch, ein Dosiermodul 3 und ein Steuergerät 4. Die Reduktionsmittellösung wird aus der Tankeinheit 1 in das Fördermodul 2 transportiert. Hierbei passiert sie ein Ansaugventil 21 und wird in eine Hubkolbenmembranpumpe 22 gesaugt. Diese umfasst eine Membran 221 zum volumetrischen Fördern der Reduktionsmittelösung, einen Hubkolben 222, dessen oszillierende Bewegung auf die Membran 221 übertragen wird, einen Hubmagneten 223 mit einem Magnetanker (nicht gezeigt), welcher ein Anheben des Hubkolbens 222 bewirkt, wenn er bestromt wird, und eine Druckfeder 224, welche den Hubkolben 222 wieder in seinen Sitz zurückpresst, wenn der Hubmagnet 223 nicht mehr bestromt wird. Bei einer Pumpbewegung des Hubkolbens 222 öffnet sich das Ansaugventil 21, so dass das Reduktionsmittel in die Hubkolbenmembranpumpe 22 strömen kann. Wenn der Hubkolben 222 in seinen Sitz zurückkehrt, schließt sich das Ansaugventil 21 und die Reduktionsmittellösung wird aus der Hubkolbenmembranpumpe 22 heraus durch ein Druckventil 23 gepresst, welches gleichzeitig als Flutungsschutz für die Hubkolbenmembranpumpe 22 dient. Dann wird die Lösung durch einen Pulsationsdämpfer 24 und aus dem Fördermodul 2 hinaus in das Dosiermodul 3 gefördert, aus welchem sie in den Abgasstrang eindosiert wird. Ein Rücksaugen der Reduktionsmittellösung ist durch ein Rücksaugmodul 25 im Fördermodul 2 möglich. Das Rücksaugmodul 25 umfasst ein Ansaugventil 251, eine Rücksaugpumpe 252 und ein Druckventil 253. Reduktionsmittellösung, welche das Rücksaugmodul verlässt, kann durch einen Eisdruckdämpfer 26 in die Tankeinheit 1 zurückgesaugt werden. 1 shows the dosing system for a SCR catalyst according to the prior art. This comprises a reducing agent tank unit 1 with level sensor, filter and heater, a conveyor module 2 For example, the DNOx5.1 system from Bosch, a dosing module 3 and a controller 4 , The reducing agent solution is removed from the tank unit 1 in the conveyor module 2 transported. Here she passes an intake valve 21 and gets into a reciprocating diaphragm pump 22 sucked. This includes a membrane 221 for volumetrically conveying the reducing agent solution, a reciprocating piston 222 , whose oscillating motion on the membrane 221 is transmitted, a solenoid 223 with a magnet armature (not shown), which is a lifting of the reciprocating piston 222 causes when it is energized, and a compression spring 224 , which is the reciprocating piston 222 back pressed into its seat when the solenoid 223 is no longer energized. In a pumping movement of the reciprocating piston 222 the intake valve opens 21 , so that the reducing agent in the Hubkolbenmembranpumpe 22 can flow. When the reciprocating piston 222 returns to its seat, closes the intake valve 21 and the reducing agent solution becomes the reciprocating diaphragm pump 22 out through a pressure valve 23 pressed, which at the same time as a flood protection for Hubkolbenmembranpumpe 22 serves. Then the solution through a pulsation damper 24 and from the conveyor module 2 out into the dosing module 3 conveyed, from which it is metered into the exhaust system. A suck-back of the reducing agent solution is through a Rücksaugmodul 25 in the conveyor module 2 possible. The suck-back module 25 includes a suction valve 251 , a suction pump 252 and a pressure valve 253 , Reducing agent solution exiting the suction module may pass through an ice pressure damper 26 in the tank unit 1 be sucked back.

Der Hubmagnet 223 der Hubkolbenmembranpumpe steuert über den Hubkolben 222 die Pumpenmembran 221 an. Jeder Pumpenhub fördert eine gewisse Menge Harnstofflösung. Wenn von der Verbrennungskraftmaschine die Anforderung kommt, kurzfristig oder auch langfristig eine größere Fördermenge bereitzustellen, ist dies durch eine Erhöhung der Ansteuerfrequenz der Hubkolbenmembranpumpe 22 möglich. Das heißt, es müssen mehr Pumphübe pro Zeiteinheit erfolgen.The lifting magnet 223 the reciprocating diaphragm pump controls via the reciprocating piston 222 the pump diaphragm 221 at. Each pump stroke delivers a certain amount of urea solution. When the request comes from the internal combustion engine to provide a larger flow rate in the short term or even in the long term, this is due to an increase in the driving frequency of the reciprocating diaphragm pump 22 possible. This means that there must be more pump strokes per unit of time.

Die Hubkolbenmembranpumpe 22 kann nicht immer mit maximaler Frequenz angesteuert werden. Faktoren, die es erschweren, die Frequenz der Ansteuerung zu erhöhen, sind die Spulentemperatur des Hubmagneten 223, die Versorgungsspannung und der Gegendruck. Eine höhere Spulentemperatur erhöht den Innenwiderstand des Metalls in der Magnetspule des Hubmagneten 223. Dies verlängert den Zeitraum, der zum elektrischen Aufladen und Entladen der Spule benötigt wird. Eine höhere Versorgungsspannung lässt mehr Energie in die Spule des Hubmagneten 223 fließen. Zwar erfolgt das Laden der Spule in diesem Fall schneller als normal, jedoch dauert dafür das Entladen länger. Ein erhöhter Gegendruck gegen die Membran 221 sorgt dafür, dass der Hubkolben 222 später in Bewegung gesetzt wird, kann aber gegebenenfalls auch dafür sorgen, dass der Hubkolben 222 beim Ende der Bestromens schneller wieder in seinen Sitz zurückgedrückt wird, obwohl die Spulenenergie noch hoch genug wäre, um ihn in Betätigungsposition zu halten. Zur Optimierung dieser Parameter ist es bekannt, aus dem Stromverlauf an der Hubkolbenmembranpumpe 22 den „Loslaufzeitpunkt“ MMP oder den Anschlag des Magnetankers MSP der Hubkolbenmembranpumpe 22 zu ermitteln. Über diesen Zeitpunkt kann der Systemdruck modelliert werden.The reciprocating diaphragm pump 22 can not always be controlled with maximum frequency. Factors that make it difficult to increase the frequency of the control, the coil temperature of the solenoid 223 , the supply voltage and the back pressure. A higher coil temperature increases the internal resistance of the metal in the magnet coil of the solenoid 223 , This will increase the time it takes to charge and discharge the coil electrically. A higher supply voltage allows more energy in the coil of the solenoid 223 flow. Although loading the bobbin will be faster than normal in this case, unloading takes longer. An increased back pressure against the membrane 221 ensures that the reciprocating piston 222 later set in motion, but may also ensure that the reciprocating piston 222 at the end of energizing faster back into its seat is pushed back, although the coil energy is still high enough to hold it in the operating position. To optimize these parameters, it is known from the current profile at the Hubkolbenmembranpumpe 22 the "start-up time" MMP or the stop of the magnetic armature MSP of the reciprocating diaphragm pump 22 to investigate. At this time the system pressure can be modeled.

Der Strom zum Zeitpunkt des MMP und des MSP muss aufgrund von Hardwareanforderungen des Steuergeräts 4 begrenzt werden (in der Regel auf einen Wert von 2,2 A, wobei die Spannung des Bordnetzes 5 in der Regel 10 V beträgt). Dies muss über die gesamte Ansteuerung der Hubkolbenmembranpumpe 22 sichergestellt sein. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass sich der Magnetanker der Hubkolbenmembranpumpe 22 bei der Betriebsspannung sicher bewegt. Diese Anforderung muss bei der Auslegung des Magnetkreises der Hubkolbenmembranpumpe 22 und bei der Wahl der Härte der Membran 221 berücksichtigt werden. Je härter die Membran 221 ist, desto höher ist der Strombedarf der Hubkolbenmembranpumpe 22. Eine weiche Membran 221 stellt allerdings hohe Anforderungen an das Druckmodell, da eine Verformung der Membran 221 erheblichen Einfluss auf das Stromprofil der Hubkolbenmembranpumpe 22 hat.The power at the time of the MMP and the MSP must be due to hardware requirements of the controller 4 be limited (usually to a value of 2.2 A, the voltage of the electrical system 5 usually 10V). This must be done via the entire control of the reciprocating diaphragm pump 22 be assured. At the same time it must be ensured that the magnet armature of the Hubkolbenmembranpumpe 22 safely moved at the operating voltage. This requirement must be considered when designing the magnetic circuit of the reciprocating diaphragm pump 22 and in the choice of hardness of the membrane 221 be taken into account. The harder the membrane 221 is, the higher the power consumption of Hubkolbenmembranpumpe 22 , A soft membrane 221 However, high demands on the printing model, as a deformation of the membrane 221 considerable influence on the current profile of the reciprocating diaphragm pump 22 Has.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenpumpe, insbesondere einer Hubkolbenmembranpumpe, umfasst das Ermitteln eines Spulenstroms einer Magnetspule der Hubkolbenpumpe, das Bestimmen des Zeitpunkts des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe, und das Ändern eines Gradienten eines Anstiegs des Spulenstroms mittels einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung (PWM). Ein großes PWM resultiert in einer hohen Effektivspannung und einem steilen Anstieg des Spulenstroms. Ein kleines PWM resultiert in einer kleinen Effektivspannung und einem flachen Anstieg des Spulenstroms. Das erfindungsgemäße Verfahren reduziert Umladeverluste in der Magnetspule, so dass deren Verlustleistung sinkt. Außerdem wird die magnetische Sättigung der Magnetspule unterbunden und durch einen langsameren Kolbenhub der Hubkolbenpumpe werden deren Geräuschemissionen reduziert.The method according to the invention for operating a reciprocating pump, in particular a reciprocating diaphragm pump, comprises determining a coil current of a solenoid of the reciprocating pump, determining the time of the mechanical stop of the reciprocating pump, and changing a gradient of an increase of the coil current by means of a pulse width modulated control (PWM). A large PWM results in a high RMS voltage and a steep increase in coil current. A small PWM results in a small rms voltage and a shallow rise of the coil current. The inventive method reduces Umladeverluste in the solenoid, so that their power dissipation decreases. In addition, the magnetic saturation of the solenoid is suppressed and a slower piston stroke of the reciprocating pump whose noise emissions are reduced.

Insbesondere wird durch ein variables Tastverhältnis T eine konstante Effektivspannung Ueff an der Magnetspule eingestellt. Das Tastverhältnis T entspricht vorzugsweise gemäß Formel 1 dem Quotienten aus konstanter Effektivspannung Ueff und einer Bordnetzspannung UNetz, wobei die Hubkolbenpumpe elektrisch mit einem Bordnetz verbunden ist: T = Ueff/UNetz (Formel 1) In particular, a constant effective voltage U eff at the magnetic coil is set by a variable duty cycle T. The duty cycle T preferably corresponds to the quotient of constant effective voltage U eff and a vehicle electrical system voltage U Netz according to formula 1, wherein the reciprocating pump is electrically connected to a vehicle electrical system: T = U eff / U network (Formula 1)

Ein Sollzeitpunkt tMSP_Soll des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe kann insbesondere mittels eines Regelkreises eingestellt werden. Dieser ermöglicht einen definierten Betrieb der Hubkolbenpumpe über deren Lebenszeit.A target time t MSP _Soll of the mechanical stop of the reciprocating pump can be adjusted in particular by means of a control loop. This allows a defined operation of the reciprocating pump over its lifetime.

Es ist bevorzugt, dass der Zeitpunkt tMSP des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe mittels eines lokalen Minimums im Verlauf des Spulenstroms ISpule bestimmt wird. Weiterhin ist es bevorzugt, dass bei der Bestimmung des Zeitpunkts tMSP des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe ein Zeitpunkt tMMP berücksichtigt wird, zu dem sich ein Magnetanker der Hubkolbenpumpe in Bewegung setzt. Dabei wird dieser Zeitpunkt tMMP mittels eines lokalen Maximums im Verlauf des Spulenstroms ISpule bestimmt.It is preferred that the time t MSP of the mechanical stop of the reciprocating pump is determined by means of a local minimum in the course of the coil current I coil . Furthermore, it is preferred that in the determination of the time t MSP of the mechanical stop of the reciprocating pump, a time t MMP is considered, to which a magnet armature of the reciprocating pump is set in motion. In this case, this time t MMP is determined by means of a local maximum in the course of the coil current I coil .

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es insbesondere, dass der Spulenstrom ISpule zum Zeitpunkt tMSP des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe und zu einem Zeitpunkt tMMP, zu dem sich ein Magnetanker der Hubkolbenpumpe in Bewegung setzt, auf einen Maximalwert Imax begrenzt wird, der mindestens 2,5 A, bevorzugt mindestens 3,0 A beträgt. Dadurch ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Verwendung einer härteren Membran in der Hubkolbenpumpe, als diese bei einem herkömmlichen Verfahren zum Betrieb der Hubkolbenpumpe möglich wäre. Dies resultiert in einer genaueren Modellierbarkeit des Systemdrucks eines Dosiermoduls eines SCR-Katalysatorsystems, in dem die Hubkolbenpumpe verbaut ist.The method according to the invention makes it possible, in particular, for the coil current I coil to be limited to a maximum value I max at the time t MSP of the mechanical stop of the reciprocating pump and at a point in time t MMP at which a magnet armature of the reciprocating pump starts to move , 5 A, preferably at least 3.0 A. Thus, the inventive method allows the use of a harder membrane in the reciprocating pump, as this would be possible in a conventional method for operating the reciprocating pump. This results in a more accurate modeling of the system pressure of a dosing of a SCR catalyst system in which the reciprocating pump is installed.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann von einem Computerprogramm ausgeführt werden, wenn dieses auf einem Rechengerät des Steuergeräts abläuft. The method according to the invention can be executed by a computer program when it runs on a computing device of the control unit.

Dies ermöglicht es beispielsweise das Verfahren in das Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zu implementieren, ohne daran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Erfindungsgemäß ist außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode vorgesehen, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung dieses Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät des Steuergeräts ausgeführt wird.This makes it possible, for example, to implement the method in the control unit of a motor vehicle without having to make any structural changes. According to the invention, a computer program product with program code is also provided which is stored on a machine-readable carrier for carrying out this method when the program is executed on a computing device of the control device.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darstellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description.

1 zeigt ein SCR-Katalysatorsystem gemäß dem Stand der Technik. 1 shows a SCR catalyst system according to the prior art.

2 zeigt den Hubmagneten einer Hubkolbenmembranpumpe im SCR-Katalysatorsystem gemäß 1. 2 shows the lifting magnet of a reciprocating diaphragm pump in the SCR catalyst system according to 1 ,

3 zeigt den Pumpenstromverlauf in einem SCR-Katalysatorsystem, welches gemäß einem Verfahren des Standes der Technik betrieben wird, für einen Pumpvorgang. 3 shows the pump flow path in an SCR catalyst system operated according to a prior art method for a pumping operation.

4 zeigt ein Isobarenkennfeld zur Bestimmung eines Systemdrucks aus einem Spulenstromverlauf einer Hubkolbenmembranpumpe. 4 shows an isobaric map for determining a system pressure from a coil current profile of a Hubkolbenmembranpumpe.

5 zeigt schematisch den Ablauf eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 schematically shows the sequence of a method according to an embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

2 zeigt den Aufbau der Hubmagneten 223 einer Hubkolbenmembranpumpe 22 des SCR-Katalysatorsystems gemäß 1. Dieser umfasst eine Magnetspule 2231, ein Gehäuse 2232 und einen Magnetanker 2233. Der Magnetanker 2233 kann sich zwischen den Positionen S0 und S1 bewegen. Durch einen Systemdruck p, der zwischen der Hubkolbenmembranpumpe 22 und dem Dosierventil 3 im SCR-Katalysatorsystem herrscht, wirkt eine Gegenkraft F aus dem Magnetanker 2233 der Hubkolbenmembranpumpe 22. Die Wirkung der Gegenkraft F verlängert mechanisch die Zeitdauer, bis der Anker die vordere Endlage des Hubmagneten erreicht hat. Diese mechanische Bewegungsdauer lässt sich im Stromsignal der Hubkolbenmembranpumpe wiedererkennen. Nach Anlegen einer Spannung U an die Magnetspule 2231 des Hubmagneten 223 fließt ein charakteristischer Strom I, der bei ausreichendem Niveau ein Magnetfeld induziert, welches den Magnetanker 2233 in Bewegung setzt. 2 shows the structure of the lifting magnet 223 a reciprocating diaphragm pump 22 of the SCR catalyst system according to 1 , This includes a magnetic coil 2231 , a housing 2232 and a magnet armature 2233 , The magnet armature 2233 can move between positions S0 and S1. By a system pressure p, between the reciprocating diaphragm pump 22 and the metering valve 3 prevails in the SCR catalyst system, a counterforce F acts from the armature 2233 the reciprocating diaphragm pump 22 , The effect of the reaction force F mechanically lengthens the time until the armature has reached the front end position of the lifting magnet. This mechanical movement time can be recognized in the current signal of the reciprocating diaphragm pump. After applying a voltage U to the solenoid 2231 of the lifting magnet 223 flows a characteristic current I, which induces a magnetic field at a sufficient level, which the magnet armature 2233 sets in motion.

Die Bewegung ist bei einer Ansteuerung der Hubkolbenmembranpumpe 22 durch den charakteristischen Stromverlauf in 3 zwischen dem Zeitpunkt, zu dem sich die Hubkolbenmembranpumpe 22 in einem stromlosen Zustand befindet, und dem Zeitpunkt des Ankeranschlags zu erkennen. Die Zeitdauer bis zum Ankeranschlag wird als tMSP bezeichnet und ist der Zeitraum, bis der Spulenstrom ISpule sein lokales Minimum erreicht. Die Zeitdauer tMSP sowie die Stromstärke ISpule(MSP) beim Ankeranschlag ändern sich in Abhängigkeit der Gegenkraft F, die dem Magnetanker 2233 entgegengesetzt wird. Der Strom erreicht sein lokales Maximum ISpule(MMP) zu einem Zeitpunkt tMMP, zu dem sich ein Magnetanker 2233 der Hubkolbenmembranpumpe 22 in Bewegung setzt. Aus dem Stromverlauf im Messfenster 6 kann der Systemdruck p bestimmt werden.The movement is at a control of Hubkolbenmembranpumpe 22 through the characteristic current flow in 3 between the time when the reciprocating diaphragm pump 22 is in a de-energized state, and to recognize the timing of the anchor stop. The time to armature stop is referred to as t MSP and is the time period until the coil current I coil reaches its local minimum. The time t MSP and the current I coil (MSP) at the anchor stop change depending on the counterforce F, the armature 2233 is opposed. The current reaches its local maximum I coil (MMP) at a time t MMP , to which a magnet armature 2233 the reciprocating diaphragm pump 22 sets in motion. From the current flow in the measurement window 6 the system pressure p can be determined.

Zur Bestimmung des Systemdruckes p wird ein Isobarenkennfeld genutzt, wie es in 4 dargestellt ist. Hierin wir empirisch der Spulenstroms ISpule(MSP) am MSP in Abhängigkeit von der Zeit tMSP bis zum Erreichen des MSP für unterschiedliche Drücke p und unterschiedliche Spannungen U aufgetragen. Die Drücke p des Isobarenkennfeldes gemäß 4 sind in Tabelle 1 tabelliert und Spannungen U sind in Tabelle 2 tabelliert: Tabelle 1 p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 p [105Pa] 0 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tabelle 2 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U [V] 10 11 12 13 14 15 16 To determine the system pressure p an isobaric map is used, as in 4 is shown. Herein, we empirically plotted the coil current I coil (MSP) at MSP versus time t MSP until reaching the MSP for different pressures p and different voltages U. The pressures p of the isobaric map according to 4 are tabulated in Table 1 and voltages U are tabulated in Table 2: Table 1 p 1 p 2 p 3 p 4 p 5 p 6 p 7 p 8 p 9 p 10 p 11 p [10 5 Pa] 0 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8th 9 Table 2 U 1 U 2 U 3 U 4 U 5 U 6 U 7 U [V] 10 11 12 13 14 15 16

Wenn der Zeitpunkt tMSP durch das erfindungsgemäße Verfahren auf einen Sollwert tMSP_Soll eingestellt wird, kann das Isobarenmodell auf den in 4 gestrichelt dargestellten Bereich um tMSP eingegrenzt werden.When the time t MSP by the inventive method to a desired value t MSP _Soll is set, the Isobarenmodell can in the 4 dashed area to be limited by t MSP .

Hierzu wird, wie es in 5 dargestellt ist, der Sollwert tMSP_Soll in einen Regler 71 eingegeben. In einem Stellglied 72 wird der Gradient des Anstiegs des Spulenstroms ISpule mittels eines pulsweitenmodulierten Signals geändert, indem der Hubmagnet 223 getaktet angesteuert wird. Hierzu wird gemäß Formel 1 ein variables Tastverhältnis T genutzt, um eine konstante Effektivspannung Ueff an der Magnetspule 2231 einzustellen. Ein Störverhalten 73, welches beispielsweise aus der Netzspannung UNetz des Bordnetzes 5 oder aus mechanischen Kräften stammen kann, die auf die Hubkolbenmembranpumpe 22 einwirken, kann So mittels eines Stellverhaltens 74 kompensiert werden, indem die Bewegung des Hubmagneten 223 geändert wird. Wenn eine effektive Spannung von 10 V eingestellt wird, beträgt bei einer Bordnetzspannung UNetz = 13 V das Tastverhältnis T gemäß Formel 1 T = 10V/13V = 77% und bei einer Bordnetzspannung UNetz = 16 V beträgt das Tastverhältnis T = 10V/16V = 63%. Da der maximale Spulenstrom Imax am MMP und am MSP gemäß dem Ohmschen Gesetz bei gleichem Widerstand der Magnetspule 2231 konstant bleibt, kann der maximale Spulenstrom Imax bei einer üblichen Begrenzung des Spulenstroms auf 2,2 A bei einem Tastverhältnis von T = 63% auf Imax = 2,2 A/0,63 = 3,5 A ausgelegt werden. Dies ermöglicht die Verwendung einer wesentlich härteren Membran 221, als sie in herkömmlichen Hubkolbenmembranpumpen 22 im Fördermodul 2 eines SCR-Katalysatorsystems verwendet wird. In dem in 5 dargestellten Regelkreis wird aus dem Spulenstrom ISpule in einem Messglied 75 im Steuergerät 4 über einen Messshunt mittels eines Softwarealgorithmus die tatsächliche Zeit tMSP ermittelt und dem Regler 71 zusammen mit dem Sollwert tMSP_Soll zugeführt.For this, as it is in 5 is shown, the setpoint t MSP _Soll in a controller 71 entered. In an actuator 72 the gradient of the increase of the coil current I coil is changed by means of a pulse width modulated signal by the solenoid 223 is controlled clocked. For this purpose, according to formula 1, a variable duty cycle T is used to obtain a constant effective voltage U eff at the magnetic coil 2231 adjust. A disturbance behavior 73 , which, for example, from the mains voltage U network of the electrical system 5 or may come from mechanical forces acting on the reciprocating diaphragm pump 22 act, So can by means of a Stellverhaltens 74 be compensated by the movement of the solenoid 223 will be changed. If an effective voltage of 10 V is set, the duty cycle T according to formula 1 T = 10V / 13V = 77% for a vehicle electrical system voltage U Netz = 13 V and for a vehicle electrical system voltage U Netz = 16 V, the duty cycle T = 10V / 16V = 63%. Since the maximum coil current I max at MMP and MSP according to Ohm's law with the same resistance of the solenoid coil 2231 remains constant, the maximum coil current I max at a conventional limitation of the coil current to 2.2 A at a duty cycle of T = 63% to I max = 2.2 A / 0.63 = 3.5 A can be designed. This allows the use of a much harder membrane 221 than they do in conventional reciprocating diaphragm pumps 22 in the conveyor module 2 an SCR catalyst system is used. In the in 5 shown control loop is from the coil current I coil in a measuring element 75 in the control unit 4 The actual time t MSP is determined via a measuring shunt by means of a software algorithm and the controller 71 together with the set value t MSP _Soll supplied.

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenpumpe (22), umfassend – Ermitteln eines Spulenstroms ISpule einer Magnetspule (2231) der Hubkolbenpumpe (22), – Bestimmen des Zeitpunkts tMSP des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe (22), und – Ändern eines Gradienten eines Anstiegs des Spulenstroms ISpule mittels einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung.Method for operating a reciprocating pump ( 22 ), comprising - determining a coil current I coil of a magnetic coil ( 2231 ) of the reciprocating pump ( 22 ), - determining the time t MSP of the mechanical stop of the reciprocating piston pump ( 22 ), and - changing a gradient of an increase of the coil current I coil by means of a pulse width modulated drive. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein variables Tastverhältnis T eine konstante Effektivspannung Ueff an der Magnetspule (2231) eingestellt wird.A method according to claim 1, characterized in that by a variable duty cycle T, a constant effective voltage U eff at the magnetic coil ( 2231 ) is set. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastverhältnis T dem Quotienten aus konstanter Effektivspannung Ueff und einer Bordnetzspannung UNetz entspricht, wobei die Hubkolbenpumpe (22) elektrisch mit einem Bordnetz (5) verbunden ist.A method according to claim 2, characterized in that the duty cycle T corresponds to the quotient of constant effective voltage U eff and a vehicle electrical system voltage U network , wherein the reciprocating pump ( 22 ) electrically with a vehicle electrical system ( 5 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sollzeitpunkt tMSP_Soll des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe (22) mittels eines Regelkreises eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a target time t MSP _Soll of the mechanical stop of the reciprocating piston pump ( 22 ) is adjusted by means of a control loop. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt tMSP des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe (22) mittels eines lokalen Minimums im Verlauf des Spulenstroms ISpule bestimmt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the time t MSP of the mechanical stop of the reciprocating piston pump ( 22 ) is determined by means of a local minimum in the course of the coil current I coil . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Zeitpunkts tMSP des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe (22) ein Zeitpunkt tMMP berücksichtigt wird, zu dem sich ein Magnetanker (2233) der Hubkolbenpumpe (22) in Bewegung setzt, wobei dieser Zeitpunkt tMMP mittels eines lokalen Maximums im Verlauf des Spulenstroms ISpule bestimmt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the determination of the time t MSP of the mechanical stop of the reciprocating piston pump ( 22 ) a time t MMP is considered, to which a magnet armature ( 2233 ) of the reciprocating pump ( 22 ) is set in motion, this time t MMP is determined by means of a local maximum in the course of the coil current I coil . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenstrom ISpule zum Zeitpunkt tMSP des mechanischen Stopps der Hubkolbenpumpe (22) und zu einem Zeitpunkt tMMP, zu dem sich ein Magnetanker (2233) der Hubkolbenpumpe (22) in Bewegung setzt, auf einen Maximalwert Imax begrenzt wird, wobei dieser Maximalwert Imax mindestens 2,5 A beträgt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coil current I coil at time t MSP of the mechanical stop of the reciprocating pump ( 22 ) and at a time t MMP , to which a magnet armature ( 2233 ) of the reciprocating pump ( 22 ) is set in motion, is limited to a maximum value I max , wherein this maximum value I max is at least 2.5 A. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät (4) abläuft.A computer program executing all the steps of a method according to any one of claims 1 to 7, when stored on a computing device or controller ( 4 ) expires. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder Steuergerät (4) ausgeführt wird.Computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier, for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, when the program is stored on a computing device or control device ( 4 ) is performed.
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